Термодиффузия – перекрёстный эффект в линейной неравновесной термодинамике Выполнил: Ефимов Д.Д. студент 1 курса магистратуры группы ЭиТФКСиСС Санкт-Петербург 2019 Основоположники неравновесной термодинамики Л. Онзагер (1903-1976) И.Р. Пригожин (1917-2003) Основоположники неравновесной термодинамики П. Мазур (1922-2001) С. Де Гроот (1916-1994) Основоположники неравновесной термодинамики А.В. Лыков (1910-1974) Ю.А. Михайлов (1927-1994) Основные задачи неравновесной термодинамики • Установление взаимной связи различных необратимых явлений; • Исследование поведения макроскопических систем при менее частных условиях, чем в классической термодинамике. Феноменологические законы Равновесные и неравновесные системы Замкнутая система необратимо эволюционирует к инвариантному во времени состоянию, при котором в системе не наблюдается каких-либо физических или химических изменений. Температура во всех частях этой системы становится одинаковой – состояние термодинамического равновесия. Равновесные и неравновесные системы Переход из неравновесного состояния к равновесному связан с протеканиями необратимых процессов (диффузия, термодиффузия, теплопроводность, вязкое течение и др.). Эти процессы прекращаются, как только система достигает состояния термодинамического равновесия. Равновесные и неравновесные системы Локальное равновесие Допустимость использования принципа локального равновесия Температура должна быть хорошо локально определена Допустимость использования принципа локального равновесия Теория Онзагера Причины возникновения необратимых процессов • • • • температурный градиент; градиент концентрации; химическое сродство; градиент потенциала. Силы и потоки Теория Онзагера Теория Онзагера Теория Онзагера Перекрёстные эффекты Термодиффузия При наличии постоянного градиента температур по обе стороны от перегородки, разделяющей один и тот же газ, возникает, растёт и становится постоянной разница давлений, даже если её не было. То есть градиент температур приводит к появлению градиента концентрации Термодиффузия Образец – сплав железа с углеродом. Концентрация углерода 0.01% по всей длине образца Термодиффузия Термодиффузия В указанном интервале температур раствор углерода в железе имеет объёмно-центрированную кубическую решётку Термодиффузия Гранецентрированная кубическая решётка Термодиффузия Термодиффузия Термодиффузия Термодиффузионное цинкование Защитное покрытие формируется в результате насыщения цинком поверхности металлических изделий в результате термодиффузии Термодиффузионное разделение изотопов Схема колонны Клазиуса-Диккеля для разделения изотопов Спасибо за внимание!
